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1、半导体物理2012-2013学年(2012.12.31) 一、简答题（ 5*6 =30 ）1.Si 和 GaAs 半导体晶体的解理面分别是什么？为什么？一种半导体材料导带底Ec(k)附近和价带顶Ev(k) 附近表达式为：，判断该半导体是直接带隙还是间接带隙。2.A、 B 两种半导体， A 的禁带宽度为1eV ，B 的为 1.2eV ，其他各种参数均相同，求ni 之比3.什么是载流子的迁移率，影响因素， 假定半导体内存在三种散射机制。只存在第一种散射机制时的迁移率是2000 cm2/Vs ， 只存在第二种散射机制时的迁移率是1500 cm2/Vs ， 只存在第三种散射机制时的迁移率是500 cm
2、2/Vs ，求总迁移率。4.什么是 PN 结的势垒电容？与平行电容板的区别，如何降低势垒电容？区别：平行板电容器两极板间的距离d 是一个是常数，不随电压V 变化，而空间电荷宽度Xm 不是一个常数，随电压 V 变化，因此其电容是常数。势垒电容是偏压V 的函数，在一定的直流外加偏压下，当电压有微小变化时，相应的5.写出理想 PN 结电流 -电压关于（ J-V）公式。 Pn 结与肖特基结电流成分的区别。肖特基二极管 内部是由阳极金属和阴极金属等构成，在N 型基片和阳极金属之间形成 肖特基势垒 。当在肖特基势垒两端加上正向偏压时，肖特基势垒层变窄，其内阻变小；反之，若在肖特基势垒两端加上反向偏压时，肖
3、特基势垒层则变宽，其内阻变大。PN结二极管 是有半导体材料 组成的，阳极是P，阴极是 N，中间形成 PN结，当加正向电压大于死区电压二极管导通二、(15 )N 型半导体，1)画 n-T 图，并解释2)画 -T 图3)由（1） （ 2）画 -T 图，并解释三、（15 ）一理想的MOS 结构的高频测量的C-V 曲线如下图（1）判断该结构中，半导体的n/p 。（2）SiO2 层， C=200pF ，S=2x10-3cm2，求 di 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共
4、 5 页 - - - - - - - - - （3）说明图中 1,2,3,4,5 点的半导体一侧的状态，并示意画出每点半导体一侧的能带形状，以及金属和半导体一侧的电荷分布。四、15名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 9）要增大击穿电压，如何改变掺杂浓度？并画出能带图E-X。五、（15 ）室温下，一块电阻率为0.43 cm 的 n 型硅 求多子浓度和少子浓度（可查图）。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -
5、- - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 计算费米能级位置Ec-Ef 。制备肖特基二极管，在WAu=4.80eV ，Wpt=5.3，WGa=4.0 ，Wcu=4.1，应选哪些金属？为什么？4) 求 qVd 最大的金属和其qVd ，画出能带图。六、(10 )肖特基实验，题中给出过程。1) n 和p 的运动方向，为什么？2) 如何测出迁移率，是多子还是少子？附录：1.物理常数：电子电荷Q 1.6x10-19C 波尔兹曼常数K 1.38x10-23J/K 电子伏特eV 1.6x
6、10-19J 真空介电常数08.854x10-12F/m 2.Si 材料的性质（ 300K ） ：本征载流子浓度ni 1.5x1010cm-3导带底等效状态密度Nc 3x1019cm-3价带顶等效状态密度Nv 1x1019cm-3亲和势X 4.05eV 禁带宽度Eg 1.12 eV 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 3.Si 材料电阻率随掺杂浓度变化图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -